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  設(shè)備狀態(tài)檢修是指根據(jù)先進(jìn)的狀態(tài)檢測(cè)和診斷技術(shù)提供的設(shè)備狀態(tài)信息,來(lái)判斷設(shè)備的異常和預(yù)知設(shè)備的故障,并在故障發(fā)生前進(jìn)行檢修的方式。即通過(guò)應(yīng)用現(xiàn)代檢修管理技術(shù),用先進(jìn)的設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)手段和分析診斷技術(shù),實(shí)時(shí)了解設(shè)備的健康狀況和運(yùn)行工況,及時(shí)給出設(shè)備的壽命評(píng)估,然后根據(jù)設(shè)備的健康狀態(tài),合理安排檢修項(xiàng)目和檢修時(shí)機(jī),最大化地降低檢修成本乃至發(fā)電成本,提高設(shè)備的可用性。
  狀態(tài)檢修技術(shù)包含以可靠性為中心的檢修技術(shù)和預(yù)測(cè)檢修技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)最初應(yīng)用于航空、航天系統(tǒng),后應(yīng)用于核電站,現(xiàn)已成功地應(yīng)用于發(fā)電廠設(shè)備的檢修。電力系統(tǒng)的可靠性在很大程度上取決于電力設(shè)施的可靠性,隨著電網(wǎng)容量的增大和用戶(hù)對(duì)供電可靠性要求的提高,檢修管理的重要性日益顯現(xiàn)。檢修費(fèi)用占電力成本的比例也不斷提高,檢修費(fèi)用同燃料費(fèi)用一樣占有重要比例。如何采取合理的檢修策略和制訂正確的檢修計(jì)劃,保證在不降低可靠性的前提下節(jié)省檢修費(fèi)用,便成為電力部門(mén)面臨的重要課題。過(guò)去常用的計(jì)劃?rùn)z修和以它為基礎(chǔ)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)決定延長(zhǎng)或縮短檢修周期的做法已不能滿(mǎn)足需要,必須采用新技術(shù)。
    1 設(shè)備狀態(tài)檢修
  以可靠性為中心的檢修和預(yù)測(cè)性檢修是互相緊密聯(lián)系而又不同的兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。前者是在評(píng)估元件可能故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)可靠性影響的基礎(chǔ)上決定檢修計(jì)劃的一種策略,后者是根據(jù)對(duì)潛伏故障進(jìn)行在線(xiàn)或離線(xiàn)測(cè)量的結(jié)果和其他信息來(lái)安排檢修的技術(shù)。其關(guān)鍵是依靠先進(jìn)的故障診斷技術(shù)對(duì)潛伏故障進(jìn)行分類(lèi)和嚴(yán)重性分析,以決定設(shè)備(部件)是否需要立即退出運(yùn)行和制訂應(yīng)對(duì)措施。因此,電力設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)涉及復(fù)雜的可靠性評(píng)價(jià)、傳感技術(shù)、信息采集處理技術(shù)、干擾抑制技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)、故障嚴(yán)重性分析、壽命估計(jì)等領(lǐng)域。
  實(shí)施狀態(tài)檢修的前提是:
    ①健全的設(shè)備管理體制;
    ②完善的檢修質(zhì)量管理體系;
    ③靈活的設(shè)備運(yùn)行方式;
    ④齊全的設(shè)備管理臺(tái)帳;
    ⑤高素質(zhì)的檢修隊(duì)伍、運(yùn)行隊(duì)伍和設(shè)備管理人員;
    ⑥具備狀態(tài)檢修的設(shè)備記錄和檢測(cè)手段;
    ⑦先進(jìn)的測(cè)試、分析設(shè)備。
  電廠的大部分設(shè)備要求實(shí)行狀態(tài)檢修,常用的檢測(cè)技術(shù)有振動(dòng)檢測(cè)、油液分析、紅外線(xiàn)熱成像、超聲波檢漏、電機(jī)狀態(tài)檢測(cè)等。這里僅就電氣設(shè)備作說(shuō)明。
  狀態(tài)檢修涉及的電氣設(shè)備,主要是針對(duì)需要經(jīng)過(guò)時(shí)效考驗(yàn)并隨著負(fù)載變化而出現(xiàn)的工況和壽命發(fā)生變化的電氣一次設(shè)備,包括發(fā)電機(jī)、斷路器、高低壓電動(dòng)機(jī)、大型變壓器、中小型變壓器、高壓開(kāi)關(guān)、隔離閘刀、CT(電流互感器)、CVT(電容式電壓互感器)、PT(電壓互感器)、避雷器、母線(xiàn)及連接、中壓開(kāi)關(guān)、配電變壓器、高壓套管、電力電纜、變頻器、整流組件、絕緣子、電力電容器等。這里介紹一些新技術(shù),不包括具體的設(shè)備選型,僅供設(shè)備訂購(gòu)或管理時(shí)參考。
    2 新技術(shù)的應(yīng)用
    (1)紅外線(xiàn)點(diǎn)溫計(jì):可手持操作,方便靈活,直觀迅速,幾乎適用于所有電氣設(shè)備的表面測(cè)溫和故障發(fā)熱檢測(cè)。
    (2)紅外線(xiàn)熱像儀:既可以在線(xiàn)檢測(cè)電氣設(shè)備正常的運(yùn)行狀況,也可以在檢修中進(jìn)行熱像分析。它適用于發(fā)電機(jī)、斷路器、高低壓電動(dòng)機(jī)、大型變壓器、中小型變壓器、高壓開(kāi)關(guān)、隔離閘刀、CT、CVT、PT、避雷器、母線(xiàn)及連接、中壓開(kāi)關(guān)、配電變壓器、高壓套管、電力電纜、變頻器、整流組件、絕緣子、電力電容器等設(shè)備的檢測(cè)[3]。在停機(jī)檢修中還可以輔助進(jìn)行發(fā)電機(jī)定子鐵損試驗(yàn)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)的拆裝工作等[4]。
    (3)超聲波流量探測(cè)儀:適用于在線(xiàn)測(cè)量發(fā)電機(jī)定子進(jìn)(出)水總管的流量、停機(jī)檢修中發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒的流量、高壓電動(dòng)機(jī)的冷卻水流量和斷路器附屬系統(tǒng)的冷卻水流量以及大型變壓器循環(huán)油系統(tǒng)的流量等。
    (4)振動(dòng)分析系統(tǒng):適用于大型發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)檢測(cè)和分析,包括定子繞組端部振型分析、轉(zhuǎn)子軸系振動(dòng)分析、轉(zhuǎn)子軸振動(dòng)監(jiān)視器。通過(guò)觀察軸承振動(dòng)的軌跡、平均值的幅值和性質(zhì)來(lái)判斷其振動(dòng)的問(wèn)題等。
    (5)發(fā)電機(jī)在線(xiàn)綜合分析專(zhuān)家系統(tǒng):可以綜合發(fā)電機(jī)的各種工況參數(shù),例如對(duì)溫度、電壓、電流、振動(dòng)、勵(lì)磁、絕緣、壽命等進(jìn)行分析,并對(duì)照專(zhuān)家系統(tǒng)給出結(jié)論和處理意見(jiàn)。
    (6)發(fā)電機(jī)在線(xiàn)檢測(cè)裝置:包括發(fā)電機(jī)工況監(jiān)測(cè)儀、發(fā)電機(jī)槽局部放電監(jiān)測(cè)儀、無(wú)線(xiàn)電頻率監(jiān)測(cè)儀、電刷工況監(jiān)測(cè)儀、轉(zhuǎn)子繞組匝間短路監(jiān)測(cè)儀、氫氣露點(diǎn)監(jiān)測(cè)儀、氫氣漏入水中監(jiān)測(cè)儀、氫氣漏出發(fā)電機(jī)外監(jiān)測(cè)儀等[5]。
    (7)故障錄波器:適用于電氣設(shè)備故障情況下的參數(shù)記錄,也可以用于特定時(shí)段電氣設(shè)備的狀態(tài)分析。
    (8)發(fā)電機(jī)定子繞組在線(xiàn)振動(dòng)分析系統(tǒng):用于實(shí)時(shí)記錄、分析定子繞組的振動(dòng)情況。該技術(shù)要求在定子繞組端部加裝振動(dòng)傳感器。目前ALSTOM公司已在沙角C發(fā)電廠670MW機(jī)組和大亞灣核電站900MW機(jī)組上安裝使用[6]。
    (9)發(fā)電機(jī)不抽轉(zhuǎn)子故障診斷技術(shù):其主要結(jié)構(gòu)是一個(gè)可以沿著發(fā)電機(jī)氣隙爬動(dòng)的機(jī)械裝置(小車(chē)),小車(chē)上有光學(xué)探頭和振動(dòng)裝置(振動(dòng)頻率為20HZ)。不抽轉(zhuǎn)子就可以對(duì)發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子進(jìn)行故障診斷。還可以進(jìn)行以下幾個(gè)方面的分析:運(yùn)行特性分析(輔助設(shè)備、勵(lì)磁系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析,汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組軸系的軸電壓、軸電流分析,轉(zhuǎn)子繞組絕緣分析);內(nèi)部檢查(整個(gè)發(fā)電機(jī)本體及輔助設(shè)備的檢查,轉(zhuǎn)子繞組的絕緣檢查,勵(lì)磁裝置、繼電保護(hù)裝置、同期裝置的檢查);水冷機(jī)組的流量分析(定子繞組水流量分析,定子冷卻水系統(tǒng)工況鑒定);定子腔體試驗(yàn)(定子槽鍥狀況測(cè)定,定子鐵芯層間絕緣質(zhì)量試驗(yàn),發(fā)電機(jī)軸承絕緣檢查);繞組絕緣試驗(yàn)(直流泄漏試驗(yàn),交流耐壓試驗(yàn),局部放電試驗(yàn));保護(hù)、控制和同期試驗(yàn)(發(fā)電機(jī)保護(hù)試驗(yàn),勵(lì)磁裝置試驗(yàn),同期裝置試驗(yàn),發(fā)電機(jī)輔助裝置、控制設(shè)備檢查);振動(dòng)分析(發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、汽輪機(jī)缸體、發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)振動(dòng)分析等)。該技術(shù)已在石洞口第二發(fā)電廠使用。
    (10)在線(xiàn)熱態(tài)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng):可以在線(xiàn)測(cè)量發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和變壓器的熱態(tài)主絕緣和軸承絕緣狀況等。
    (11)運(yùn)行小時(shí)計(jì)數(shù)器:安裝在開(kāi)關(guān)上的運(yùn)行小時(shí)計(jì)數(shù)器,它用來(lái)顯示轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行小時(shí)數(shù)。根據(jù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)來(lái)安排開(kāi)關(guān)、電機(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的檢修。
    (12)電能質(zhì)量管理器:它安裝在開(kāi)關(guān)或設(shè)備附近,可直接在開(kāi)關(guān)或就地控制盤(pán)上顯示設(shè)備的電能質(zhì)量,包括電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、用電量及原始參數(shù),并可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的操作和事故追憶打印輸出。還可利用通訊接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)的傳輸和將參數(shù)進(jìn)入DCS畫(huà)面。這一裝置適用于高、中、低壓開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)。
    (13)新型電機(jī)和節(jié)能電機(jī):它可使運(yùn)行成本大大降低,設(shè)備可靠性大大提高。例如采用Y2系列等新型電機(jī),可使設(shè)備效率大大提高;采用高防護(hù)等級(jí)電機(jī),可提高設(shè)備的適用環(huán)境能力和可靠性;又如在粉塵大的地方,應(yīng)推廣使用封閉式電機(jī),該電機(jī)風(fēng)路分內(nèi)、外兩個(gè)部分,互相隔絕,通過(guò)冷卻器交換熱量。
    (14)紅外線(xiàn)--色譜綜合分析法:利用紅外線(xiàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)充油電氣設(shè)備可能的故障部位,配合色譜分析進(jìn)行定性判斷。它適用于油浸式電力變壓器、高壓油斷路器、CT、CVT、高壓套管、電力電容器的故障檢測(cè)。
    (15)Hydran 201R氣體監(jiān)視器:可以在線(xiàn)檢測(cè)變壓器油中氣體的含量,能及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)的早期故障。該技術(shù)是對(duì)離線(xiàn)色譜分析的重要補(bǔ)充。它適用于油浸式電力變壓器的在線(xiàn)檢測(cè)。該監(jiān)視器已在珠海發(fā)電廠和河南新鄉(xiāng)供電局投運(yùn)[8]。
    (16)油樣在線(xiàn)分析儀:適用于油浸式電力變壓器、高壓油斷路器、CT、CVT、高壓套管、電力電容器的故障在線(xiàn)檢測(cè)[9]。
    (17)在線(xiàn)SF6密度測(cè)試儀:適用于SF6斷路器的氣體密度監(jiān)測(cè)。
    (18)在線(xiàn)SF6微水測(cè)試儀:適用于SF6斷路器的氣體中微水含量監(jiān)測(cè)。
    (19)避雷器在線(xiàn)泄漏電流指示儀:適用于避雷器的在線(xiàn)泄漏電流指示和監(jiān)測(cè)。

 

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